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柔性磷化镍/二氧化钛/纳米纤维膜催化降解PET与绿色制氢


1. 摘要:

废塑料的不断积累对陆地和海洋环境产生了一系列负面影响。太阳能驱动的将废物转化为有用的化学物质和绿色能源H2的方法因其效率、稳定性和低成本而受到关注。本文通过静电纺丝、热处理、水热法和磷酸盐处理制备了柔性磷化镍/二氧化钛/纳米碳纤维(Ni2P/TiO2/C NFs薄膜光催化剂)。所得Ni2P/Ti02/C NFs呈连续均匀的纤维状,TiO2 NPs掺入C NFs中,Ni2P NPs:涂层在NFs表面。薄膜具有良好的柔韧性和良好的光吸收性能。因此,利用Ni2P/TiO2/C NFs性水条件下将聚对苯二甲酸乙二醇(PET)转化为多种有机产物和清洁能源H2

图1 (a, b) Ni2P/TiO2/C NFs薄膜合成路线示意图;(C)柔性TiO2/C NFs薄膜;(d)柔性Ni-OH/TiO2/C NFs薄膜的SEM图像;(e)柔性Ni2P/TiO2/C NFs薄膜。

 

2. 研究亮点:

2.1 柔性Ni2P/TiO2/C NFs薄膜的制备:

如图1所示,根据我们之前的工作的一些修改,我们通过静电纺丝技术、碳化、水热处理和磷化处理制备了柔性Ni2P/TiO2/C NFs薄膜。

 

2.2 光催化机理:

超氧自由基(-O2)-羟基自由基(-OH)和空穴(h+) 。为了研究这种可能性,我们使用了一种淬火剂抑制活性物质的催化活性,并使其存在降解效率为时,可确定活性种减少了。在此,进行了一系列淬火实验采用对苯醌(PBQ)、叔丁醇(TBA)和乙二胺四乙酸(EDTA)作为-O2-的清除剂。

 

结果表明:442年;加入-O2-后,该体系明显受到抑制,可确定氢离子是主要的活性物质。另一方面,加上TBA对产氢活性影响不大;说明-OH是光催化中的次要活性物质退化的过程。因此,如图10所示,用光在光照下,TiO2被激发并产生电子-空穴对。通常,纯TiO2的光催化活性较低,因为反应速度快,电子-空穴对的重组。

图2 Ni2P/TiO2/C NFs光催化剂在碱性水溶液中的聚合物光催化作用示意图。

 

3. 结论:

在本工作中,成功地完全制备了柔性Ni2P/TiO2/C纳米纤维膜。TiO2纳米粒子通过静电纺丝后碳化,并通过水热和磷化将Ni2P NPs包裹在TiO2/C NFs表面治疗。Ni2P/TiO2/C NFs膜表现出优异的吸光性。Ni2P/TiO2/C纳米复合材料可以降解预处理过的废聚酯(PET)转化为简单的有机分子(例如乙酸盐)并产生H2。Ni2P和TiO2/C NFs的结合不仅提高了催化剂的活性,而且还增强了催化剂在强碱性中的稳定性环境。我们已经建立了一种易于回收的复合光催化剂,完成了不可回收废物的再利用扩大H2生产的绿色途径。未来的工作应该基于提高催化剂的太阳能吸收范围光催化活性和回收有机化学品。

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